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Se você já pensou que pode estar com febre, mas não conseguiu encontrar um termômetro, você não está sozinho. A febre é o sintoma mais comumente citado do COVID-19 e um sinal precoce de muitas outras infecções virais. Para diagnósticos rápidos e para evitar a propagação viral, uma verificação de temperatura pode ser crucial. No entanto, termômetros caseiros precisos não são comuns, apesar do aumento das consultas de telessaúde.
Existem algumas razões potenciais para isso. Os dispositivos podem variar de US$ 15 a US$ 300, e muitas pessoas precisam deles apenas algumas vezes por ano. Em tempos de demanda repentina – como nos primeiros dias da pandemia do COVID-19 – os termômetros podem esgotar. Muitas pessoas, especialmente aquelas em áreas com poucos recursos, podem acabar sem um dispositivo médico vital quando mais precisam.
Para resolver esse problema, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Washington criou um aplicativo chamado FeverPhone, que transforma smartphones em termômetros sem adicionar novo hardware. Em vez disso, ele usa a tela sensível ao toque do telefone e reaproveita os sensores de temperatura da bateria existentes para coletar dados que um modelo de aprendizado de máquina usa para estimar a temperatura corporal central das pessoas. Quando os pesquisadores testaram o FeverPhone em 37 pacientes em um departamento de emergência, o aplicativo estimou as temperaturas corporais centrais com precisão comparável a alguns termômetros de consumo. A equipe publicou suas descobertas em 28 de março em Anais do ACM sobre tecnologias interativas, móveis, vestíveis e ubíquas.
“Na graduação, eu estava fazendo pesquisas em um laboratório onde queríamos mostrar que você poderia usar o sensor de temperatura em um smartphone para medir a temperatura do ar”, disse o principal autor Joseph Breda, aluno de doutorado da UW na Paul G. Allen School of Ciência e Engenharia da Computação. “Quando vim para a UW, meu orientador e eu nos perguntamos como poderíamos aplicar uma técnica semelhante para a saúde. Decidimos medir a febre de maneira acessível. A principal preocupação com a temperatura não é que seja um sinal difícil de medir; é só que as pessoas não têm termômetros.”
O aplicativo é o primeiro a usar sensores e telas de telefone existentes para estimar se as pessoas estão com febre. Ele precisa de mais dados de treinamento para ser amplamente utilizado, disse Breda, mas para os médicos, o potencial dessa tecnologia é empolgante.
“As pessoas vêm ao pronto-socorro o tempo todo dizendo: ‘Acho que estava com febre’. E isso é muito diferente de dizer ‘eu estava com febre’”, disse o Dr. Mastafa Springston, co-autor do estudo e instrutor clínico da UW no Departamento de Medicina de Emergência da Escola de Medicina da UW. “Em uma onda de gripe, por exemplo, as pessoas que correm para o pronto-socorro podem levar cinco dias, ou até uma semana às vezes. Portanto, se as pessoas compartilharem resultados de febre com agências de saúde pública por meio do aplicativo, semelhante a como nos inscrevemos para COVID avisos de exposição, este sinal anterior pode nos ajudar a intervir muito mais cedo.”
Os termômetros de nível clínico usam sensores minúsculos conhecidos como termistores para estimar a temperatura corporal. Os smartphones disponíveis no mercado também contêm termistores; eles são usados principalmente para monitorar a temperatura da bateria. Mas os pesquisadores da UW perceberam que poderiam usar esses sensores para rastrear a transferência de calor entre uma pessoa e um telefone. A tela sensível ao toque do telefone pode detectar o contato da pele com o telefone, e os termistores podem medir a temperatura do ar e o aumento do calor quando o telefone toca um corpo.
Para testar essa ideia, a equipe começou coletando dados em um laboratório. Para simular uma testa quente, os pesquisadores aqueceram um saco plástico de água com uma máquina sous-vide e pressionaram telas de telefone contra o saco. Para explicar as variações nas circunstâncias, como pessoas diferentes usando telefones diferentes, os pesquisadores testaram três modelos de telefone. Eles também adicionaram acessórios como um protetor de tela e um estojo e mudaram a pressão no telefone.
Os pesquisadores usaram os dados de diferentes casos de teste para treinar um modelo de aprendizado de máquina que usava as interações complexas para estimar a temperatura corporal. Como os sensores devem medir o calor da bateria do telefone, o aplicativo rastreia a rapidez com que o telefone aquece e, em seguida, usa os dados da tela sensível ao toque para contabilizar quanto disso vem de uma pessoa tocá-lo. À medida que adicionavam mais casos de teste, os pesquisadores foram capazes de calibrar o modelo para levar em conta as variações em coisas como acessórios de telefone.
Em seguida, a equipe estava pronta para testar o aplicativo nas pessoas. Os pesquisadores levaram o FeverPhone ao Departamento de Emergência da UW School of Medicine para um ensaio clínico, onde compararam suas estimativas de temperatura com a leitura de um termômetro oral. Eles recrutaram 37 participantes, 16 dos quais tiveram pelo menos uma febre leve.
Para usar o FeverPhone, os participantes seguraram os telefones como câmeras de apontar e disparar – com os dedos indicadores e polegares tocando as bordas dos cantos para reduzir o calor das mãos (alguns fizeram o pesquisador segurar o telefone para eles). Em seguida, os participantes pressionaram a tela sensível ao toque contra a testa por cerca de 90 segundos, que os pesquisadores descobriram ser o momento ideal para sentir o calor do corpo sendo transferido para o telefone.
No geral, o FeverPhone estimou as temperaturas corporais do paciente com um erro médio de cerca de 0,41 graus Fahrenheit (0,23 graus Celsius), que está na faixa clinicamente aceitável de 0,5 C.
Os pesquisadores destacaram algumas áreas para uma investigação mais aprofundada. O estudo não incluiu participantes com febres graves acima de 38,6 C (101,5 F), porque essas temperaturas são fáceis de diagnosticar e porque a pele suada tende a confundir outros termômetros de contato com a pele, de acordo com a equipe. Além disso, o FeverPhone foi testado em apenas três modelos de telefone. Treiná-lo para funcionar em outros smartphones, bem como em dispositivos como smartwatches, aumentaria seu potencial para aplicações de saúde pública, disse a equipe.
“Começamos com smartphones porque eles são onipresentes e fáceis de obter dados”, disse Breda. “Já estou trabalhando para ver se podemos obter um sinal semelhante com um smartwatch. O que é bom, porque os relógios são muito menores, é que sua temperatura mudará mais rapidamente. Então, você pode imaginar que um usuário coloque um Fitbit na testa e meça em 10 segundos, estejam eles com febre ou não.”
Shwetak Patel, professor da UW na Allen School e no departamento de engenharia elétrica e de computação, foi o autor sênior do artigo, e Alex Mariakakis, professor assistente do departamento de ciência da computação da Universidade de Toronto, foi co-autor. Esta pesquisa foi apoiada pelo fundo de doação da Universidade de Washington.
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